(57)【要約】  本発明は工具ホルダー用鋼に関する。鋼は、以下の主成分（ｗｔ．％）：Ｃ０．０７〜０．１３  Ｓｉ０．１０〜０．４５  Ｍｎ１．５〜３．１  Ｃｒ２．４〜３．６  Ｎｉ０．５〜２．０  Ｍｏ０．１〜０．７  Ａｌ０．００１〜０．０６  Ｓ＜０．００３を含む。鋼は、最大２０体積％までの残留オーステナイトおよび最大２０体積％までのマルテンサイトを含むベイナイト微細構造を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量％（ｗｔ．％）単位で、
Ｃ      ０．０７〜０．１３
Ｓｉ    ０．１０〜０．４５
Ｍｎ    １．５〜３．１
Ｃｒ    ２．４〜３．６
Ｎｉ    ０．５〜２．０
Ｍｏ    ０．１〜０．７
Ａｌ    ０．００１〜０．０６
Ｓ      ≦０．００３
任意に
Ｎ      ０．００６〜０．０６
Ｖ      ０．０１〜０．２
Ｃｏ    ≦８
Ｗ      ≦１
Ｎｂ    ≦０．０５
Ｔｉ    ≦０．０５
Ｚｒ    ≦０．０５
Ｔａ    ≦０．０５
Ｂ      ≦０．０１
Ｃａ    ≦０．０１
Ｍｇ    ≦０．０１
希土類金属  ≦０．２
残部：Ｆｅ（不純物は別として）
からなる鋼であって、最大２０体積％までの残留オーステナイトおよび最大２０体積％までのマルテンサイトを含むベイナイト微細構造を有する鋼。
【請求項２】
以下の要件：
Ｃ      ０．０８〜０．１２
Ｓｉ    ０．１０〜０．４
Ｍｎ    ２．０〜２．９
Ｃｒ    ２．４〜３．６
Ｎｉ    ０．７〜１．２
Ｍｏ    ０．１５〜０．５５
Ａｌ    ０．００１〜０．０３５
任意に
Ｎ      ０．００６〜０．０３
Ｖ      ０．０１〜０．０８
Ｃｕ    ≦１
Ｃｏ    ≦１
Ｗ      ≦０．１
Ｎｂ    ≦０．０３
Ｔｉ    ≦０．０３
Ｚｒ    ≦０．０３
Ｔａ    ≦０．０３
Ｂ      ≦０．００１
Ｃａ    ≦０．００１
Ｍｇ    ≦０．０１
希土類金属  ≦０．１
Ｈ      ≦０．０００５
および
残留オーステナイト    ２〜２０体積％
を満たす、請求項１に記載の鋼。
【請求項３】
以下の要件：
Ｃ      ０．０８〜０．１１
Ｓｉ    ０．１５〜０．３５
Ｍｎ    ２．２〜２．８
Ｃｒ    ２．５〜３．５
Ｎｉ    ０．８５〜１．１５
Ｍｏ    ０．２０〜０．４５
任意に
Ｎ      ０．０１〜０．０３
Ｖ      ０．０１〜０．０６
Ｃｏ    ≦０．３
Ｎｂ    ≦０．０１
Ｔｉ    ≦０．０１
Ｚｒ    ≦０．０１
Ｔａ    ≦０．０１
希土類金属  ≦０．０５
Ｈ      ≦０．０００３
および
残留オーステナイト    ５〜１０体積％
のうちの少なくとも１つを満たす、請求項１または２に記載の鋼。
【請求項４】
Ｃ      ０．０８〜０．１１
Ｓｉ    ０．１〜０．４
Ｍｎ    ２．２〜２．８
Ｃｒ    ２．５〜３．５
Ｎｉ    ０．７〜１．２
Ｍｏ    ０．１５〜０．４５
を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋼。
【請求項５】
前記残留オーステナイトの量が４〜１５体積％であり、および／または前記マルテンサイトの値が２〜１６体積％である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋼。
【請求項６】
前記残留オーステナイトの量が４〜１２体積％であり、および／または前記マルテンサイトの量が４〜１２体積％である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鋼。
【請求項７】
前記残留オーステナイトの量が５〜９体積％であり、および／または前記マルテンサイトの量が５〜１０体積％である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の鋼。
【請求項８】
３８〜４２ＨＲＣの硬度および／または３６０〜４００ＨＢＷ１０／３０００を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の鋼。
【請求項９】
前記鋼が３６０〜４００ＨＢＷ１０／３０００の範囲の平均硬度を有し、ここで、前記鋼は少なくとも１００ｍｍの厚さを有し、ＡＳＴＭ  Ｅ１０−０１に従って測定される厚さ方向の平均ブリネル硬度値からの最大偏差は１０％未満、好ましくは５％未満であり、試料片のエッジまたは別の圧痕のエッジからの圧痕の中心の最小距離は前記圧痕の直径の少なくとも２．５倍であるものとし、最大距離は前記圧痕の直径の４倍以下であるものとする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の鋼。
【請求項１０】
ＡＳＴＭ  Ｅ４５−９７、方法Ａに準拠した微細スラグに関する以下の最大要件：
【表１】
2019527292.tif 000005
を満たす清浄度を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工具ホルダー用鋼に関する。特に、本発明は、インデキサブル（indexable）インサート切削工具用大型工具ホルダーの製造に適した鋼に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具ホルダーという用語は、切削操作の際に有効工具部分が取り付けられる本体を意味する。典型的な切削工具本体はフライスおよびドリル本体であり、高速度鋼、超硬合金、立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）またはセラミックの有効切削要素が備えられる。このような切削工具本体の材料は、通常、指定されるホルダー鋼の技術の範囲内の鋼である。
【０００３】
切削操作は高切削速度で行われ、これは、切削工具本体が非常に熱くなり得ることを意味し、従って、材料は良好な高温硬度および高温における軟化耐性を有することが重要である。フライス本体などの特定のタイプの切削工具本体が受ける高い脈動（pulsating）負荷に耐えるために、材料は、良好な靭性および疲労強度を含む良好な機械特性を有さなければならない。疲労強度を改善するために、切削工具本体の表面に一般に圧縮応力が導入される。従って、材料は、加えられた前記圧縮応力を高温において保持する良好な能力、すなわち緩和に対する良好な耐性を有すべきである。切削工具本体は強靭に硬化されるが、クランプ要素が適用される表面は高周波焼入れをされ得る。従って、材料は、高周波焼入れによる硬化が可能であるものとする。はんだ付け超硬合金チップを有する特定のドリル本体などの特定のタイプの切削工具本体は、チップフルート（chip flute）内およびドリル本体上のチップ摩耗に対する耐性を増大させるために、硬化後にＰＶＤでコーティングされるかあるいは窒化を受ける。従って、材料は、硬度が著しく低下することなく表面においてＰＶＤによりコーティングされるかあるいは窒化を受けることが可能であるものとする。
【０００４】
従来、１．２７２１、１．２７３８およびＳＳ２５４１のような低および中合金エンジニアリング鋼が切削工具本体用の材料として使用されている。
【０００５】
また、切削工具ホルダー用の材料として、熱間工具鋼を使用することも知られている。国際公開第９７／４９８３８号および国際公開第２００９／１１６９３３号には、切削工具ホルダー用熱間工具鋼の使用が開示されている。現在、切削工具本体に使用される２つの一般的な熱間工具鋼がUddeholms ABによって提供されており、UDDEHOLM BURE（登録商標）およびUDDEHOLM BALDER（登録商標）の名前で販売されている。前記鋼の組成式は、表１（ｗｔ．％）に示される。
【０００６】
【表１】
2019527292.tif 000002
【０００７】
これらのタイプの熱間工具鋼は、切削工具ホルダーとしての用途のために非常に良好な特性を有する。特に、これらの鋼は、高い熱間強度と良好な機械加工性とを併せ持つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
発明の開示
本発明の目的は、改善された特性プロファイルを有する工具ホルダー用鋼を提供することである。
【０００９】
さらなる目的は、大型寸法においても均一な特性を有し、大型工具ホルダー用に最適化された、工具ホルダー用鋼を提供することである。
【００１０】
大型工具ホルダーにとって、衝撃靱性、化学的および微細構造的な均質性、ならびに低い非金属介在物量は重要なパラメータであり、大型工具ホルダーはより小型の工具ホルダーよりもかなり低い加工温度を有するので、熱間強度はあまり関心を持たれない。さらに、予熱および後熱を行うことなく鋼が溶接されるように、良好な溶接特性が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的、およびさらなる利点は、特許請求の範囲に記載される組成および微細構造を有する鋼を提供することにより、かなりの程度まで達成される。特に、高靭性と組み合わせた、高くかつ均一な硬度は、良好なショック耐性を有し、不測の破損のリスクが最小限である鋼をもたらし、より安全な工具ホルダーおよび工具寿命の延長につながる。
【００１２】
本発明は特許請求の範囲において定義される。
【００１３】
本発明の鋼は、重量％（ｗｔ．％）単位で、
Ｃ      ０．０７〜０．１３
Ｓｉ    ０．１０〜０．４５
Ｍｎ    １．５〜３．１
Ｃｒ    ２．４〜３．６
Ｎｉ    ０．５〜２．０
Ｍｏ    ０．１〜０．７
Ａｌ    ０．００１〜０．０６
Ｓ      ≦０．００３
任意に
Ｎ      ０．００６〜０．０６
Ｖ      ０．０１〜０．２
Ｃｏ    ≦８
Ｗ      ≦１
Ｎｂ    ≦０．０５
Ｔｉ    ≦０．０５
Ｚｒ    ≦０．０５
Ｔａ    ≦０．０５
Ｂ      ≦０．０１
Ｃａ    ≦０．０１
Ｍｇ    ≦０．０１
希土類金属  ≦０．２
残部：Ｆｅ（不純物は別として）
からなり、この鋼は、最大２０体積％までの残留オーステナイトおよび最大２０体積％までのマルテンサイトを含むベイナイト微細構造を有する。
【００１４】
鋼は、以下の要件：
Ｃ      ０．０８〜０．１２
Ｓｉ    ０．１０〜０．４
Ｍｎ    ２．０〜２．９
Ｃｒ    ２．４〜３．６
Ｎｉ    ０．７〜１．２
Ｍｏ    ０．１５〜０．５５
Ａｌ    ０．００１〜０．０３５
任意に
Ｎ      ０．００６〜０．０３
Ｖ      ０．０１〜０．０８
Ｃｕ    ≦１
Ｃｏ    ≦１
Ｗ      ≦０．１
Ｎｂ    ≦０．０３
Ｔｉ    ≦０．０３
Ｚｒ    ≦０．０３
Ｔａ    ≦０．０３
Ｂ      ≦０．００１
Ｃａ    ≦０．００１
Ｍｇ    ≦０．０１
希土類金属  ≦０．１
Ｈ      ≦０．０００５
および残留オーステナイト    ２〜２０体積％
を満たし得る。
【００１５】
また鋼は、以下の要件：
Ｃ      ０．０８〜０．１１
Ｓｉ    ０．１５〜０．３５
Ｍｎ    ２．２〜２．８
Ｃｒ    ２．５〜３．５
Ｎｉ    ０．８５〜１．１５
Ｍｏ    ０．２０〜０．４５
任意に
Ｎ      ０．０１〜０．０３
Ｖ      ０．０１〜０．０６
Ｃｏ    ≦０．３
Ｎｂ    ≦０．０１
Ｔｉ    ≦０．０１
Ｚｒ    ≦０．０１
Ｔａ    ≦０．０１
希土類金属  ≦０．０５
Ｈ      ≦０．０００３
および残留オーステナイト    ５〜１０体積％
のうちの少なくとも１つを満たし得る。
【００１６】
特定の好ましい実施形態では、鋼は、
Ｃ      ０．０８〜０．１１
Ｓｉ    ０．１〜０．４
Ｍｎ    ２．２〜２．８
Ｃｒ    ２．５〜３．５
Ｎｉ    ０．７〜１．２
Ｍｏ    ０．１５〜０．４５
を含む。
【００１７】
微細構造は、残留オーステナイトの量が４〜１５体積％であり、および／またはマルテンサイトの量が２〜１６体積％であるように調整され得る。好ましくは、残留オーステナイトの量は４〜１２体積％であり、および／またはマルテンサイトの量は４〜１２体積％である。より好ましくは、残留オーステナイトの量は５〜９体積％であり、および／またはマルテンサイトの量は５〜１０体積％である。
【００１８】
硬度は３８〜４２ＨＲＣおよび／または３６０〜４００ＨＢＷ１０／３０００でよく、鋼は、３６０〜４００ＨＢＷ１０／３０００の範囲の平均硬度を有することができ、ここで、鋼は少なくとも１００ｍｍの厚さを有し、ＡＳＴＭ  Ｅ１０−０１に従って測定される厚さ方向の平均ブリネル硬度値からの最大偏差は１０％未満、好ましくは５％未満であり、試料片のエッジまたは別の圧痕のエッジからの圧痕の中心の最小距離は圧痕の直径の少なくとも２．５倍であるものとし、そして最大距離は圧痕の直径の４倍以下であるものとする。
【００１９】
鋼は、ＡＳＴＭ  Ｅ４５−９７、方法Ａに準拠した微細スラグ（micro-slag）に関する以下の最大要件（maximum requirement）を満たす清浄度を有し得る：
【００２０】
【表２】
2019527292.tif 000003
【発明を実施するための形態】
【００２１】
別個の元素の重要性およびその互いの相互作用、ならびに特許請求の範囲に記載の合金の化学成分の限定を、以下に簡単に説明する。鋼の化学組成の百分率は全て、記載全体を通して重量％（ｗｔ．％）で与えられる。硬質相の量は、体積％（ｖｏｌ．％）で与えられる。個々の元素の上限および下限は、特許請求の範囲に記載される範囲内で自由に組み合わせることができる。
【００２２】
炭素（０．０７〜０．１３％）
炭素は、鋼の強度および硬度を改善するために有効である。しかしながら、含有量が高すぎると、鋼は、熱間加工から冷却した後に加工するのが困難である可能性があり、補修溶接はより困難になる。Ｃは、０．０７％、好ましくは少なくとも０．０８、０．０９、または０．１０％の最小含有量で存在しなければならない。炭素の上限は０．１３％であり、０．１２、０．１１または０．１０％に設定されてもよい。好ましい範囲は０．０８〜０．１２％であり、より好ましい範囲は０．０８５〜０．１１％である。
【００２３】
ケイ素（０．１０〜０．４５％）
ケイ素は脱酸素のために使用される。Ｓｉは溶解形態で鋼中に存在する。Ｓｉは強力なフェライト形成剤であり、炭素活性を増大させ、従って衝撃強度に悪影響を与える望ましくない炭化物の形成のリスクを高める。またケイ素は界面偏析を起こしやすく、これは、靭性および耐熱疲労性の低下をもたらし得る。従って、Ｓｉは、０．４５％に限定される。上限は、０．４０、０．３５、０．３４、０．３３、０．３２、０．３１、０．３０、０．２９または０．２８％であり得る。下限は、０．１２、０．１４、０．１６、０．１８または０．２０％であり得る。好ましい範囲は、０．１５〜０．４０％および０．２０〜０．３５％である。
【００２４】
マンガン（１．５〜３．１％）
マンガンは、鋼の焼入れ性の改善に寄与する。含有量が低すぎると、焼入れ性が低すぎることがある。より高い硫黄含有量では、マンガンは鋼における赤熱脆性を防止する。従って、マンガンは、１．５％、好ましくは少なくとも１．６、１．７、１．８、１．８、１．９  ２．０、２．１、２．２、２．３または２．４％の最小含有量で存在するものとする。鋼は、最大３．１％、好ましくは最大３．０、２．９、２．８または２．７％を含有するものとする。好ましい範囲は２．３〜２．７％である。
【００２５】
クロム（２．４〜３．６％）
クロムは、熱処理の間により大きい断面において良好な焼入れ性を提供するために、少なくとも２．４％の含有量で存在すべきである。クロム含有量が高すぎると、これは、熱間加工性を低下させる高温フェライトの形成につながり得る。下限は、２．５、２．６、２．７、２．８または２．９％であり得る。上限は３．６％であり、そして３．５、３．４、３．３、３．２または３．１％であり得る。好ましい範囲は２．７〜３．３％である。
【００２６】
ニッケル（０．５〜２．０％）
ニッケルは、良好な焼入れ性および靭性を鋼に与える。またニッケルは、鋼の機械加工性および研磨性にとって有益である。ニッケル含有量が２．０％を超えると、焼入れ性は不必要に高くなり得る。従って、上限は１．９、１．８、１．７、１．６、１．５、１．４、１．３、１．２または１．１％であり得る。下限は、０．６、０．７、０．８または０．９％であり得る。好ましい範囲は０．８５〜１．１５％である。
【００２７】
モリブデン（０．１〜０．７％）
Ｍｏは、焼入れ性に対して非常に有利な効果を有することが知られている。モリブデンは、良好な二次硬化応答を達成するのに必須である。最小含有量は０．１％であり、そして０．１５、０．２、０．２５または０．３％であり得る。モリブデンは強力な炭化物形成元素であり、強力なフェライト形成剤でもある。従って、モリブデンの最大含有量は０．７％である。好ましくは、Ｍｏは、０．６５、０．６、０．５５、０．５０、０．４５または０．４％に限定される。好ましい範囲は０．２〜０．３％である。
【００２８】
アルミニウム（０．００１〜０．０６％）
アルミニウムは、ＳｉおよびＭｎと組み合わせて、脱酸素のために使用され得る。良好な脱酸素を確保するために、下限は０．００１、０．００３、０．００５または０．００７％に設定され得る。ＡｌＮなどの望ましくない相の析出を回避するために、上限は０．０６％に制限される。上限は０．０５、０．０４、０．０３５、０．０３、０．０２または０．０１５％であり得る。
【００２９】
バナジウム（０．０１〜０．２％）
バナジウムは、鋼のマトリックス中に均一に分布したＶ（Ｎ，Ｃ）タイプの主析出炭化物および炭窒化物を形成する。この硬質相はＭＸで示すこともでき、ここで、Ｍは主にＶであるが、ＣｒおよびＭｏも存在する可能性があり、ＸはＣ、ＮおよびＢのうちの１つまたは複数である。従って、焼戻し耐性を高めるために、バナジウムは任意に存在し得る。しかしながら、高含有量では、機械加工性および靭性が低下する。従って、上限は０．１５、０．１、０．０８、０．０６または０．０５％であり得る。
【００３０】
窒素（０．００６〜０．０６％）
窒素は、任意に、所望のタイプおよび量の硬質相、特にＶ（Ｃ，Ｎ）を得るために０．００６〜０．０６％に調整され得る。窒素含有量がバナジウム含有量に対して適切にバランスを取られると、バナジウムが豊富な炭窒化物Ｖ（Ｃ，Ｎ）が形成することになる。これらは、オーステナイト化ステップの間に部分的に溶解され、そして焼戻しステップの間にナノメートルサイズの粒子として析出することになる。炭窒化バナジウムの熱安定性は炭化バナジウムよりも良好であると考えられ、従って、工具鋼の焼戻し耐性を改善することができ、高オーステナイト化温度における粒成長に対する耐性が増強される。下限は０．０１１、０．０１２、０．０１３、０．０１４、０．０１５、０．０１６、０．０１７、０．０１８、０．０１９または０．０２％であり得る。上限は０．０６、０．０５、０．０４または０．０３％であり得る。
【００３１】
コバルト（≦８％）
Ｃｏは任意の元素である。Ｃｏは固相線温度を上昇させ、従って、焼入れ温度を上昇させる機会を提供し、Ｃｏを含まない場合よりも１５〜３０℃高い可能性がある。従って、オーステナイト化の間に、より大きい割合の炭化物を溶解させ、それにより焼入れ性を向上させることが可能である。またＣｏはＭｓ温度を上昇させる。しかしながら、大量のＣｏは靭性および耐摩耗性の低下をもたらし得る。最大量は８％であり、添加する場合、有効量は２〜６％、特に４〜５％であり得る。しかしながら、スクラップ処理などの実用的な理由から、Ｃｏの意図的な添加は行われない。そこで最大不純物含有量は、１％、０．５％、０．３％、０．２％または０．１％に設定され得る。
【００３２】
タングステン（≦１％）
原則として、モリブデンは、その化学的類似性のために、２倍多いタングステンによって置き換えることができる。しかしながら、タングステンは高価であり、またスクラップ金属の処理を複雑にもする。従って、最大量は１％、０．７、０．５、０．３または０．１５％に限定される。好ましくは、意図的な添加は行われない。
【００３３】
ニオブ（≦０．０５％）
ニオブはＭ（Ｎ，Ｃ）タイプの炭窒化物を形成するという点でバナジウムに類似しており、原則として、バナジウムの一部を置き換えるために使用され得るが、バナジウムと比べて２倍量のニオブを必要とする。しかしながら、Ｎｂは、より角張った形状のＭ（Ｎ，Ｃ）をもたらす。従って、最大量は０．０５％、０．０３または０．０１％である。好ましくは、意図的な添加は行われない。
【００３４】
Ｔｉ、ＺｒおよびＴａ
これらの元素は炭化物形成剤であり、硬質相の組成を変更するために、特許請求の範囲に記載の範囲内で合金中に存在し得る。しかしながら、通常、これらの元素はどれも添加されない。
【００３５】
ホウ素（≦０．０１％）
Ｂは、任意に、鋼の硬度をさらに増大させるために使用され得る。量は０．０１％、好ましくは≦０．００５％に限定される。Ｂの任意な添加の好ましい範囲は０．００１〜０．００４％である。
【００３６】
Ｃａ、ＭｇおよびＲＥＭ（希土類金属）
これらの元素は、非金属介在物を改変するため、および／または機械加工性、熱間加工性および／または溶接性をさらに改善するために、特許請求の範囲に記載の量で鋼に添加され得る。
【００３７】
不純物元素
Ｐ、ＳおよびＯは、鋼の機械特性に悪影響を与える主な非金属不純物である。従って、Ｐは０．０５、０．０４、０．０３、０．０２または０．０１％に限定され得る。Ｓは０．００３に限定され、０．００２５、０．００２０、０．００１５、０．００１０、０．０００８または０．０００５％に限定され得る。Ｏは０．００１５、０．００１２、０．００１０、０．０００８、０．０００６または０．０００５％に限定され得る。
【００３８】
Ｃｕは鋼から抽出することが不可能である。これは、スクラップ処理を著しく困難にする。この理由から、銅は使用されない。Ｃｕの不純物量は、０．３５、０．３０、０．２５、０．２０、０．１５または０．１０％に限定され得る。
【００３９】
水素（≦０．０００５％）
水素は鋼の特性に悪影響を及ぼし、加工中に問題を引き起こすことが知られている。水素に関連する問題を回避するために、溶融鋼は真空脱ガス処理を受ける。上限は０．０００５％（５ｐｐｍ）であり、４、３、２．５、２、１．５または１ｐｐｍに限定され得る。
【００４０】
鋼の製造
特許請求の範囲に記載の化学組成を有する工具鋼は、電気アーク炉（ＥＡＦ）内での溶解、およびさらなる取鍋精錬、および真空処理、およびインゴットの鋳造を含む従来の冶金術によって製造することができる。次に、鋼インゴットは、清浄度および微細構造均質性をさらに改善するために、好ましくは保護雰囲気下でエレクトロスラグ再溶解（Electro Slag Remelting）（ＥＳＲ）を受ける。
【００４１】
鋼は使用される前に焼入れを受ける。オーステナイト化は、８５０〜９５０℃、好ましくは８８０〜９２０℃の範囲のオーステナイト化温度（ＴＡ）で実施され得る。典型的なＴＡは９００℃であり、３０分間の保持時間の後、徐冷される。冷却速度は、鋼が温度範囲８００℃〜５００℃にさらされる時間（ｔ８００／５００）によって決められる。少量の残留オーステナイトおよびマルテンサイトを有する所望のベイナイト微細構造を得るために、この区間の冷却時間ｔ８００／５００は、通常、４０００〜２００００秒間の範囲にあるべきである。これは、通常、３８〜４２ＨＲＣの範囲の硬度および／または３６０〜４００ＨＢＷ１０／３０００のブリネル硬度をもたらすことになる。ブリネル硬度ＨＢＷ１０／３０００は、直径１０ｍｍの炭化タングステンボールおよび３０００ｋｇｆ（２９４００Ｎ）の負荷を用いて測定される。
【００４２】
鋼が少なくとも１００ｍｍの厚さを有する場合、ＡＳＴＭ  Ｅ１０−０１に従って測定される厚さ方向の平均ブリネル硬度値からの最大偏差は１０％未満、好ましくは５％未満であり、ここで、試料片のエッジまたは別の圧痕のエッジからの圧痕の中心の距離は圧痕の直径の少なくとも２．５倍であるものとし、最大値は圧痕の直径の４倍以下であるものとする。
【００４３】
本発明の鋼は、メソ偏析（meso-segregation）を低減するために組成が最適化されているので均一な硬度を有し、これは、少なくとも１００ｍｍの厚さを有する全てのタイプのインゴットにおいて形成され得る。メソ偏析は、一般に、Ａ型偏析、Ｖ型偏析およびチャネル型偏析と呼ばれ、少なくとも１００ｍｍの厚さを有する全てのインゴットにおいて形成され得る。偏析領域は長尺形状を有し、１０ｍｍのオーダーの不均一な厚さを有する。メソ偏析の量は、インゴットのサイズの増大と共に、そしてＭｏ（１０．２ｇ／ｃｍ３）およびＷ（１９．３ｇ／ｃｍ３）のような合金化重元素の量の増大と共に増大する。これらの偏析のサイズは均質化を困難にし、鍛造および／または熱間圧延された生成物にバンド状構造をもたらす。微細構造内のバンディングのサイズは低減の度合いに依存する。高度の低減はより小さい幅のバンディングをもたらす。
【実施例】
【００４４】
実施例
この実施例では、ＥＡＦ溶解、取鍋精錬および真空脱ガス処理（ＶＤ）、そしてその後の保護雰囲気下でのＥＳＲ再溶解によって、以下の組成（ｗｔ．％）：
Ｃ      ０．１０
Ｓｉ    ０．２７
Ｍｎ    ２．４２
Ｃｒ    ３．００
Ｎｉ    ０．９９
Ｍｏ    ０．２９
Ｖ      ０．０３
Ａｌ    ０．０１７
Ｐ      ０．０１４
Ｓ      ０．００１
残部：鉄および不純物
を有する鋼を製造した。
【００４５】
１０１３×３４６ｍｍの断面サイズを有するブロックを製造するために、鋼をインゴットに鋳造し、熱間加工を行った。
【００４６】
鋼を９００℃で３０分間オーステナイト化し、徐冷により焼入れした。冷却時間（ｔ８００／５００）は約８３６０秒であった。これにより、３６５ＨＢＷ１０／３０００の平均硬度が得られた。厚さ方向の平均ブリネル硬度値からの最大偏差は、ＡＳＴＭ  Ｅ１０−０１に従って測定したときに４％未満であることが分かった。ここで、試料片のエッジまたは別の圧痕のエッジからの圧痕の中心の最小距離は、圧痕の直径の３倍であった。ＬＴ方向の平均衝撃エネルギーは、ＳＳ−ＥＮ  ＩＳＯ１４８−１／ＡＳＴＭ  Ｅ２３に従い、標準Ｃｈａｒｐｙ−Ｖ試験を用いて測定した。６つのサンプルの平均値は３２Ｊであった。残留オーステナイトの量は、約７体積％であると推定された。
【００４７】
鋼の清浄度は、ＡＳＴＭ  Ｅ４５−９７、方法Ａに従って微細スラグに関して調べた。結果は表１に示される。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
この実施例は、保護雰囲気下、ＥＳＲユニットで再溶解させることによって、高くかつ均一な硬度、高靭性および高純度を有する大型の鋼ブロックが製造され得ることを実証する。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の鋼は、高い靭性および均一な硬度を必要とする大型工具ホルダーにおいて特に有用である。
【国際調査報告】
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